LCD 디스플레이는 액정을 사용해 빛을 조절하여 정보를 표시하는 평판 디스플레이이다.
뒷면에 백라이트를 두고 전면에 액정을 배치해 전기신호에 따라 빛을 조절해 문자나 숫자를 표시한다.
LCD는 크게 TFT(박막트랜지스터)와 컬러필터(color filter)을 제작하고 이 둘을 '합착' 하는 과정으로 이어진다.
다음 이 합착된 패널을 용도에 맞게 '절단(scribe)'공정을 거친 뒤 액정이 주입 된다.
마지막으로 '모듈' 공정을 마치면 완성된 LCD 패널이 탄생한다.
TFT(Thin Film Transistor) 우리말로 '박막트랜지스터'는 Thin Film(얇은 필름)의 형태인 트랜지스터이다.
트랜지스터는 일종의 '스위치'인데, 디스플레이에서는 트랜지스터가 각 픽셀의 빛을 조절하는 역할을 맡는다.
컬러필터는 셀로판지와 비슷하게 빛이 통과할 때 해당 필터의 특성에 따라 색이 나타나도록 한다.
다양한 색 표현을 위해 빨강(R), 초록(G), 파랑( B)을 픽셀마다 배치한다.
제작된 TFT와 컬러필터 기판에 이물질을 제거하기 위해 세정을 한다.
다음 PI(Polyimide)공정을 거친다. PI은 액정이 기판 표면에 원하는 위치와 방향으로 배열될 수 있도록 도포 해주는 물질이다.
TFT와 컬러필터 기판에 PI를 도포 해준 후 러빙(rubbing)포로 액정이 들어갈 홈을 만들어주는 패터닝 작업을 한다.
이 홈들 사이로 액정이 설계한 방향대로 자리를 잡는다.
TFT에는 접착제의 종인 실란트(sealant)을 도포한다. 실란트는 TFT와의 접착제 역할을 하고 추후 액정이 각 셀 패널 안에 머물도록 하는 격벽의 기능을 한다.
컬러필터에는 액정을 주입한다. 입자를 고르게 뿌려주는 장비인 디스펜서(dispencer)을 이용해 액정을 기판 위에 떨어뜨리는 것 'ODF(one drop filling)'을 한다.
ODF는 진공에서 LCD 패널 한 쪽 글래스에 액정 입자를 떨어뜨린 뒤 반대쪽의 글라스를 덮어 액정이 퍼지도록 해서 액정을 주입/배치는 공정이다.
이때 TFT와 컬러필터를 합착할 때 완전히 밀착되면 액정이 들어갈 공간이 확보되지 않기 때문에 완전히 밀착되선 안된다.
그래서 사전에 CS(칼럼 스페이서)를 넣어 공간을 확보한다.
또는 컬러필터에 스페이서를 배치해서 공간을 확보하기도 한다.
모두 끝난다면 TFT와 컬러필터의 합착을 진행한다.
진공상태에서 양 기판을 정밀하게 붙이면 액정이 셀 안으로 골고루 퍼져 자리를 잡고, 그 후에 실란트를 UV(자외선)으로 경화시켜 합착이 단단하게 이루어지게 한다.
합착이 끝난 기판은 필요한 크기에 따라 여러 개로 재단된다. 재단된 작은 크기의 개별 패널을 셀(cell)이라고 부른다.
셀을 만들면 화면이 구동 되는지 확인한 후 모듈 공정으로 넘어간다.
모듈 공정은 크게 3가지로 나뉜다. 먼저 패널을 깨끗하게 세척하고 두 번째 단계는 패널의 위 아래에 편광판을 붙이는 과정이며, 세 번째는 드라이버IC, PCB를 붙이는 OLB 공정이다.
셀패널의 세정이 모두 끝나면 편광판(POL)을 부착한다. LCD 구동의 핵심 원리가 바로 편광판과 액정의 활용이기 때문에 필수적이다.
셀패널의 위 아래에 각각 편광판을 위치시키고 부착 롤러를 통과시킨다. 그리고 편광판 합착을 완벽하게 하기 위해서 클래이브챔버(clave chamber)에 넣고 높은 온도와 압력을 가해준다.
드라이버IC는 디스플레이를 구동할 때 어떻게 구동 시킬지의 신호를 LCD 패널에 전달하는 역할을 한다.
드라이버IC를 부착할 곳에 ACF(anisotropic conductive film)라는 절연성을 갖춘 접착필름를 붙인 후, 패널 구동에 필요한 만큼의 드라이버IC를 정확한 위치에 붙인 후 임시 압착을 한다. 이어서 압력과 온도를 일정 시간 가해서 ACF를 경화시키는 방식으로 드라이버IC 본 압착을 진행한다.
PCB 부착도 드라이버IC와 마찬가지로 ACF를 이용한다. 드라이버IC와 PCB의 부착 위치를 1:1로 정확히 매칭해 부착한 후, ACF를 경화시켜 압착을 한다.
앞선 과정들이 완료되면 육안 검사 또는 계측기 검사를 통해 LCD 패널 검사를 진행한다. 검사를 마친 정상 제품들은 이 후에 백라이트 유닛 조립 공정으로 이동하거나, 패널만 패키징 돼 세트 제품 제조사로 이동하게 된다.